适宜超高压处理条件脱除大蒜臭味保持抗氧化和抑菌能力

孙思成，刘璐璐，徐新星，廖小军，吴继红



适宜超高压处理条件脱除大蒜臭味保持抗氧化和抑菌能力

孙思成，刘璐璐，徐新星，廖小军，吴继红※

（中国农业大学食品科学与营养工程学院，国家果蔬加工工程技术研究中心，农业部果蔬加工重点开放实验室，北京100083）

为了提升大蒜头产品的品质，该研究将超高压技术应用于大蒜头产品处理中，探究了在200、300、400、500 MPa压力条件下处理10 min，大蒜风味物质，尤其是含硫挥发性化合物的变化，同时考察超高压对大蒜主要活性成分大蒜素含量、抗氧化和抑菌能力的影响。试验结果表明，超高压处理较于在95 ℃下60 s的蒸汽漂烫处理，不仅具有良好的杀菌作用，同时还可以去除大蒜中的刺激性风味，起到脱臭作用。大蒜经500 MPa处理后，主要蒜臭味嗅感物质二烯丙基二硫化物含量降低至30.69%，经过热处理的大蒜，二烯丙基二硫醚化合物则降低至54.68%，与超高压处理后的大蒜具有显著性差异（<0.05）。500 MPa处理后的大蒜中大蒜素浓度上升至0.079 mmol/L，高出热处理组具有显著性差异（<0.05）；铁离子还原能力较热处理组高出64.24%，具有显著性差异（<0.05），1,1-二苯基-2-三硝基苯肼清除率高出热处理组28.68%，具有显著性差异（<0.05）；经热处理后的大蒜均丧失全部抑菌能力，而超高压处理后的大蒜对不同种的细菌仍具有一定的抑菌能力，对黑曲霉的抑菌能力与无处理组无显著差异。相关性分析结果显示，大蒜的抑菌能力与硫醚类化合物显著相关（＞0.884），与二烯丙基二硫醚、总酚含量未呈现显著相关，抗氧化能力未与硫醚类化合物含量、二烯丙基二硫醚、总酚呈显著相关趋势。研究结果为大蒜头产品的品质改良提供参考。

杀菌；风味；压力；超高压技术，脱臭，抗氧化活性，抑菌能力

0 引 言

大蒜（L.）是百合科葱属植物的鳞茎，也可称为独蒜、独头蒜和胡蒜植物[1]，产于中国各地。2016年，中国种植大蒜面积基本稳定在26.7万hm2，每公顷产量约为19.5~21 t[2]。大蒜可以直接食用，也是菜肴的调味品，具有抗菌[3-4]、抗氧化[5-6]、抗癌[7]、降血脂[8]等作用和功效。大蒜刺激性风味对部分消费人群的的限制性，制约了大蒜产品的市场及其发展。因此，实现大蒜的脱臭，同时降低加工中大蒜功能性成分的损失率，对中国大蒜加工产业具有重要意义。

大蒜风味的形成是一个酶促反应的过程，风味前体物质蒜氨酸（allicin），即S-烯丙基半胱氨酸亚砜（S-allyl cysteine sulphoxide）在磷酸吡哆醛辅酶存在下被蒜氨酸酶（alliinase）催化生成大蒜素（allicin）[9]，一些由大蒜素降解的硫醚类化合物均能体现出臭味，如二烯丙基二硫醚（DADS，diallyl disulfide）与二烯丙基三硫醚DATS（DATS，diallyl trisulfide）[10]。目前大蒜的脱臭方法一是钝化蒜氨酸酶活，减少刺激性风味物质的生成[11-12]，二是将蒜臭味掩蔽，如微胶囊技术等[13]。

传统热加工会破坏大蒜的生物活性及营养成分，主要是由于蒜氨酸中亚砜物质的不稳定性使蒜氨酸显著被降解[14]，导致大蒜素含量降低，减少了具有一定抗氧化能力的硫醚物质生成[15]；同样热处理也会降解大蒜中酚类物质，造成一定程度的降解[16]，影响大蒜抗氧化能力，同时大蒜在热加工中的抑菌能力因大蒜素的损失也会显著降低。

超高压是一种非热加工技术，使用100 MPa以上的压力，不会改变分子的共价键结构，对微生物和酶具有一定的杀灭和抑制作用，且对食品中小分子等热敏性功能性物质具有一定的保护作用。超高压杀菌技术采用液态介质进行处理，更易实现均匀、瞬时、高效杀菌。同时，较好地保持了食品固有的营养、品质、风味、色泽和新鲜程度，并具有低能耗，对环境无污染以及少用或不用化学添加剂等诸多优点。Kim等[17]发现大蒜在pH值9条件下500 MPa处理13 min及pH值6条件下处理15 min后均没有检测到蒜氨酸酶活，且蒜氨酸酶在酸性条件下的稳定性高于碱性条件。Bhagyalakshmi等[3]检测了200、400、600 MPa下蒜泥产品中多酚氧化酶与过氧化酶的活性，超高压技术可以显著降低两种酶的活性，且在色泽上与新鲜的大蒜相似，经过600 MPa处理后蒜泥与水浴90 ℃，5 min处理后的蒜泥均未检测到微生物。

目前对超高压过程中蒜氨酸酶活性与大蒜素变化的报道较少，因此有必要对超高压处理后大蒜中的蒜氨酸活性与大蒜素的变化进行系统研究。本文通过考察不同压力处理条件下大蒜素含量、蒜氨酸酶活性、多酚含量、抗氧化和抑菌能力的变化，分析硫醚物质总含量、二烯丙基硫醚、总酚与抑菌能力与抗氧化能力的相关性，阐述超高压处理对大蒜品质的影响效果。旨在去除大蒜产品异味的基础上，减少大蒜产品在生产加工中功能性物质的损失，为开发大蒜头食品提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料及预处理

山东新鲜紫皮大蒜，购买于中国农业大学家属区菜市场。超高压处理大蒜样品：将大蒜剥皮，洗净，装入超高压处理袋（PE复合尼龙，青岛海博生物技术有限公司），一次处理量为2 kg。真空密封，25 ℃下进行超高压处理。处理条件分别为：200、300、400、500 MPa高压处理10 min，4 ℃放置备用。热处理大蒜样品：大蒜剥皮在95 ℃蒸汽下处理60 s，冷水中立即冷却，4 ℃放置备用。对照组为未经过任何处理的大蒜样品并放在4 ℃下贮藏，方法参考Bhagyalakshmi等并稍作改动[3]。

1.2 风味物质的测定

称取2 g大蒜样品，捣碎后立即装入萃取瓶中，加4 mL，18 MΩ超纯水，再加入20L内标物（稀释100倍辛醛），于固相微萃取工作平台上30℃下平衡30 min，固相微萃取器的萃取头于萃取瓶顶空蒸汽中萃取吸附15 min，GC-MS检测采用DB-5色谱柱（30 m×0.25 mm× 0.25m），高纯氦气流速1.0 mL/min，分流比20∶1，进样口温度250 ℃，解吸5 min。起始温度40 ℃保持3 min，以6 ℃/min的速度升至220 ℃后，保持3 min。质谱条件如下，全扫描模式scan mode，电离方式采用70 eV; 接口温度280 ℃，离子源温度230 ℃，扫描质量范围33~450 amu。

1.3 大蒜素与蒜氨酸酶活性测定

将山东紫皮大蒜组织4℃预冷，称取5 g大蒜组织于15 mL pH值6.5的磷酸缓冲液中，低温破碎匀浆，4 ℃下离心（1 000 r/min, 30 min），分离得上清液冷藏备用。取稀释20倍酶液，加入1 mL反应底物（反应体系中包含10 mmol/L蒜氨酸，25mol/L PLP（pyridoxal phosphate），25 ℃恒温反应5 min，加入等量10%三氯乙酸使反应终止，然后加1 mg/mL的2,4-二硝基苯肼1 mL，25 ℃反应5 min后，再加入2.5 mol/L的氢氧化钠5 mL，摇匀显色10 min后，420 nm波长测吸光值。（酶活单位定义：25 ℃下，1.0 mL蒜酶液在5 min内催化反应生成1mol丙酮酸为一个酶活单位U。蒜氨酸酶酶活残存率定义：经处理后大蒜的酶活力单位数与未经处理大蒜的酶活力单位数的比值）。大蒜组织预冷后，准确称取2 g样品，冰浴研磨后，加10 mL且pH值为7.5 Tris-HCl缓冲液，悬浮10 min后，离心（1000 r/min，20 min）得上清液。方法参照Han等[18]方法，并稍有改动。取1.0 mmol/L L-半胱氨酸0.5 mL，加入1 mL 1 mmol/L DTNB（5,5¢-Dithiobis-2-nitrobenzoic acid）溶液，Tris-HCl缓冲液将其稀释至5 mL，摇匀后26 ℃恒温反应15 min，412 nm测吸光值0。取0.5 mL适量稀释样品提取液，加入0.5 mL L-半胱氨酸溶液，26 ℃反应15 min后，加入1 mL DTNB，再用Tris-HCl稀释至5 mL，摇匀，26 ℃反应15 min后，412 nm测吸光值。

大蒜素浓度计算：Allicin(mmol/mL)=Δ412·/(2)

其中412=0-；0为取1.0 mmol/L L-半胱氨酸0.5 mL，加入1 mL1 mmol/L DTNB溶液，Tris-HCl缓冲液将其稀释至5 mL，摇匀后26 ℃恒温反应15 min，412 nm的吸光值；为适量稀释样品提取液，加入0.5 mL L-半胱氨酸溶液，26 ℃反应15 min后，加入1 mL DTNB，再用Tris-HCl稀释至5 mL，摇匀，26 ℃反应15 min后，412 nm下的吸光值；=20为稀释倍数；=1.415×104为DTNB在412 nm, 1 cm光径摩尔消光系数（L/(mol·cm)）。

1.4 总酚含量测定

参考Chen等[19]方法略作修改，取0.4 mL提取液或稀释一定倍数后提取液，加2.0mL稀释10倍的Folin-酚试剂，25 ℃下避光反应1 h，然后加入1.8 mL 7.5%的碳酸钠，室温避光反应1 5 min后765 nm测吸光值。

1.5 抗氧化活性测定

1.5.1 DPPH（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl）清除率测试

样品测定：取500L提取液或稀释液，加入2 mL 0.1 mmol/L的DPPH溶液后室温（25 ℃）避光反应1 h，517 nm测吸光值，以DPPH液中加入甲醇作对照。样品的DPPH清除能力相当于1 mmol/L维生素E的DPPH清除力。

清除率=(0-1)/0´100%

其中0为不加样品DPPH溶液吸光值，1加入样品的DPPH溶液吸光值。

1.5.2 铁离子还原能力测试

取500L提取液或稀释液，加入4 mL TPTZ工作液（pH值3.6的醋酸盐缓冲液、20 mmol/L FeCl3溶液、10 mmol/L TPTZ溶液按体积比10∶1∶1配制而成）后混匀，37 ℃下避光反应10 min，于593 nm下测得吸光值。

1.6 抑菌能力测定

用打孔器将滤纸制成直径8 mm的小圆片灭菌后备用，将灭菌后的培约15 mL。向每个平板加入0.5 mL已制备好的菌悬液（1.0´108CFU/mL），用打孔器将滤纸制成直径8 mm的小圆片灭菌后备用，超净工作台上将灭菌后的培养基倒入平板中，每个约15 mL。待培养基充分凝固后，向每个平板加入0.5 mL已制备好的菌悬液用棉棒涂布均匀，静置使表面菌悬液充分干燥。将灭菌后的滤纸片置于大蒜汁中充分浸湿后，晾干去掉多余汁液，将滤纸片放入充分干燥的培养基上，每个2~3片，以灭菌后的生理盐水作为空白对照。细菌于37 ℃倒置培养24 h后测定抑菌圈直径，真菌于28 ℃培养48 h后测定抑菌圈直径，以此评定大蒜汁抑菌效果[20]。

1.7 统计分析

试验所得数据采用SPSS20.0软件进行方差分析（ANOVA）检测样品在5%水平上的显著性差异；结果以3次重复试验所得数据平均值±标准偏差表示；所有数据采用Origin 8.0软件统计分析制图。

2 结果与分析

2.1 超高压处理对大蒜风味物质的影响

不同试验条件下大蒜样品的挥发性物质含量GC- MS测定结果如表1所示。由GC-MS色谱图对照NIST08库，分析得出大蒜挥发性风味物质共15种，其中硫醚类物质10种，占物质种类的66.21%。在大蒜主要风味成分中，二烯丙基二硫醚（DADS）比例最高，占52.78%，当压力大于300 MPa时，甲基烯丙基硫醚、甲基烯丙基二硫醚、1,3-二噻烷、当压力大于400 MPa时，烯丙基硫醇、二甲基二硫、甲基烯丙基二硫醚、1-氧-4,6-二氮杂环辛烷-5-硫酮、3-乙烯基-1,2-二硫环己-5-烯、3-乙烯基-1,2-二硫环己-4-烯、二丙烯基三硫醚、二丙烯基四硫醚开始呈下降趋势。当压力达到500 MPa时，硫醚类物质比例为36.72%，其中二烯丙基二硫醚比例仅为30.69%、二烯丙基硫醚比例为2.28%、甲基烯丙基二硫醚为2.22%、3-乙烯基-1,2-二硫环己-5-烯比例为0.78%、3-乙烯基-1,2-二硫环己-4-烯比例为为0.1%、二丙烯基三硫醚比例为0.65%。当压力逐渐上升时，大蒜的主要异味物质DADS相对含量呈降低趋势，且在500 MPa时，DADS含量显著低于经蒸汽漂烫处理后的大蒜（<0.05），因此在500 MPa时超高压技术对大蒜臭味具有最佳的除臭效果。

表1 超高压处理后大蒜的风味成分相对含量检测结果

注：“—”，表示未检测到。

Note：“—”，not detected.

超高压处理后大蒜素浓度上升，特别是500 MPa高压处理，大蒜素浓度上升至0.079 mmol/L，500 MPa压力处理和未处理样品存在显著性差异（<0.05），高出热处理组，并具有显著性差异（<0.05）。可能是因为蒜氨酸酶参与了大蒜素的降解反应，经超高压处理的蒜氨酸酶的活性被抑制了，导致大蒜素的分解反应速度减缓，从而使得大蒜素含量得到较好的保留[21]。

经过热加工处理后的大蒜硫醚类物质比例为58.00%，DADS比例为54.68%。结果表明，经过超高压处理后大蒜主要风味物质硫醚化合物相对含量普遍下降，特别是含量最高的DADS下降最为显著，300和400 MPa压力处理大蒜DADS相对含量下降，而500 MPa处理后大多数种类的硫醚类物质含量均下降，DATS含量在500 MPa时也低于热处理。超高压处理除了能够通过影响蒜氨酸酶的活性而影响大蒜风味成分外，还会通过影响大蒜素的分解而影响大蒜风味成分，经过500 MPa超高压处理的大蒜挥发性硫醚类物质相对热加工降低了43.87%，是有效抑制大蒜异味的有效手段。

由GC-MS分析结果可知，超高压处理对大蒜挥发性风味物质含量会产生影响。因为大蒜风味物质的形成过程离不开蒜氨酸酶的催化作用，试验进一步考察了超高压处理对酶活性的影响。图1结果显示，超高压处理对大蒜蒜氨酸酶活性有一定钝化作用，200 MPa处理后，蒜氨酸酶酶活残存率为92.40%，钝化效果不明显；300、400和500 MPa高压处理后，蒜氨酸酶酶活残存率分别为75.44%、68.53%和68.17%，分别与对照组具有显著差异（<0.05）。在不产生蛋白质压力变性的区域，对酶活不会产生影响。300 MPa下超高压处理在蒜氨酸酶活性上呈现出了明显钝化作用，但是这种钝化效果随着压力的增大而变得平缓。经热处理后的蒜氨酸酶酶活残存率为54.82%，说明超高压处理蒜氨酸酶活性的钝化效果要弱于热处理且具有显著差异（<0.05）。Kim等发现，不同pH值条件下的大蒜，在经过500 MPa处理后，蒜氨酸酶活性较未处理组显著降低，与本研究结果一致[17]。随着压力值增加，蒜氨酸酶酶活性逐渐被钝化，并在500 MPa时蒜氨酸酶活性相比于其他压力值最低，因此500 MPa时是钝化蒜氨酸酶活性的最佳压力值。

注：同一指标上标不同字母表示在0.05水平差异显著。

2.2 抗氧化活性的测定结果

超高压不仅会影响大蒜的风味物质含量，由于非热加工的特性，保护了热敏性的抗氧化物质，从而在一定程度上减少了大蒜抗氧化能力在加工中的损失。超高压处理对大蒜抗氧化力的影响如图2所示，200、300、400和500 MPa处理后大蒜提取液的Fe离子还原力较于对照组分别下降15.92%、28.59%、30.97%和38.29%，均具有显著性差异（<0.05）。热处理与对照组相比则下降63.57%，具有显著性差异（<0.05）。与热处理相比，超高压处理对大蒜Fe离子还原力影响较小。试验进一步通过DPPH清除率来测定样品的抗氧化活性，结果表明200、300、400和500 MPa处理后较于对照组，DPPH清除力分别下降13.33%、30.73%、39.39%和42.01%，热处理降低了54.93%。在500 MPa处理下，铁离子还原能力较热处理组高出64.24%，DPPH清除率高出热处理组28.68%。超高压处理使大蒜Fe离子还原力及DPPH清除力减弱，说明大蒜的抗氧化能力会受超高压处理的影响，但要明显小于热处理，这与Kim等研究结果具有一致性[17]。Kim认为，大蒜的DPPH清除力会因超高压处理而减弱，受pH值和处理时间的影响。Yin等提出大蒜素降解的硫醚类物质使大蒜具有抗氧化活性[15]，会使大蒜中硫醚类物质有所减少，从而使大蒜抗氧化能力有所下降，且超高压处理对大蒜的抗氧化能力影响显著低于热加工处理（<0.05）。与本研究结果相反，可能由于大蒜的抗氧化能力受多种物质的协同影响，一些热敏性且具有抗氧化能力的物质在热加工中遭到破坏，导致低硫醚相对含量的超高压大蒜抗氧化能力高于经过热处理的大蒜。

热加工相比超高压处理会更加显著降低（<0.05）超高压大蒜的抗氧化的能力，田迪英等通过对41种果蔬进行了抗氧化活性与总酚含量的相关性研究，认为抗氧化活性与总酚含量存在一定的关联性[22]。为了探究超高压处理对大蒜中总酚含量与抗氧化活性的相关性，不同压力值下的总酚含量如图3所示。超高压处理后总酚含量有所下降但无显著性差异，而经蒸汽60 s热处理后的大蒜多酚含量则明显下降，每100 mg样品中减少了32.73 mg多酚类物质。因此相对于热加工，超高压处理不会破坏大蒜中的总酚类含量。Chen等对姜汁进行超高压处理后发现总酚含量并未呈现显著差异[19]，Liu等[23]研究显示，经不同压力处理的芒果汁中总酚含量并未呈现显著性差异，均与本研究得出的结论一致。随着压力值逐渐上升直至500 MPa，总酚质量分数并未出现显著变化，虽然基于不同的食品体系，由于超高压技术不会影响食品中的小分子物质，因此可以更好的保存食品中的酚类物质。而热加工则会破坏具有热敏性的酚类化合物，导致总酚含量降低。

图2 超高压处理对铁离子还原能力与DPPH清除率的影响

图3 超高压处理对大蒜中总酚含量的影响

2.3 抑菌能力测定结果

超高压技术在影响大蒜产品的抗氧化能力的同时，也会影响到大蒜的抗菌能力。Kim等发现超高压处理会降低大蒜产品的抑菌能力，并认为这种抑菌能力的降低是由于超高压处理影响了大蒜内部抑菌物质的释放，或蒜氨酸酶酶活性的降低造成的[17]。

超高压处理大蒜对4种微生物的抑菌能力如表2所示，充分浸透蒜汁的滤纸片经热处理组后的抑菌圈半径均为0，而经超高压处理组后，所有的样品对大肠杆菌、金黄葡萄球菌、青霉、黑曲霉抑菌圈直径都呈下降趋势，即未处理样品对大肠杆菌的抑菌圈直径为28.82 mm，经200、300、400、500 MPa处理后的样品抑菌圈直径分别为24.57、24.40、21.00和19.08 mm。随着压力增加，抑菌圈直径逐渐变小。与未处理对照样品相比，200～500 MPa处理后的样品对大肠杆菌抑菌效果有显著性差异（<0.05），但是200和300 MPa的样品以及400和500 MPa样品之间没有显著性差异（>0.05）。较处理前，500 MPa处理后的大蒜样品对大肠杆菌仍具有33.80%的抑菌率。未处理样品对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径为39.25 mm，超高压处理样品抑菌圈直径有所下降，且与未处理组相比存在显著性差异（<0.05），但是200、300、400和500 MPa压力处理样品之间没有显著性差异（>0.05）。500 MPa处理10 min后的大蒜样品对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径为33.25 mm。未处理样品对青霉的抑菌圈直径为33.50 mm，200 MPa处理样品的抑菌性与未处理样品无显著性差异（>0.05）当压力大于200 MPa，随着压力增大，样品抑菌圈直径逐渐变小且均与未处理样品存在显著性差异（<0.05）。500 MPa处理10 min的大蒜样品抑菌圈直径为18.25 mm，与未处理样品相比仍具有45.52%抑菌率。大蒜对黑曲霉的抑菌圈直径在10 mm左右，除了热处理之外，未处理与超高压处理组之间抑菌圈直径大小不存在显著性差异（>0.05）。热处理组全部丧失抑菌能力，Kim等[24]研究了热加工处理与大蒜抗菌能力变化的关系，并发现超过80 ℃时，抗菌能力开始降低，大蒜在搅碎前进行热处理与搅碎后进行热处理，抗菌能力会有所不同，搅碎后的大蒜会保留部分抗菌能力，源于在搅碎的过程中，蒜氨酶已与蒜氨酸反应，生成了大蒜素，从而保有部分抗菌能力，本研究中大蒜未经搅碎，因此蒜氨酸酶被热加工灭活，导致丧失抗菌能力。超高压处理后大蒜样品对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、青霉及黑曲霉的抑菌作用减弱，抑菌效果减弱最大的是青霉，最小的是黑曲霉，但其抑菌作用仍强于热处理大蒜样品。尽管大蒜素在超高压处理后含量有所升高，但试验结果却显示样品的抑菌效果降低。究其原因，可能是由于大蒜中除大蒜素具有抑菌效果外，其分解后的挥发性硫醚物质对不同微生物亦呈现出不同的抑菌作用，仇小燕等[25]通过对大蒜挥发性精油的研究结论表明，大蒜精油对黑曲霉与白色念珠菌有较强的抑制作用。本试验研究结果中超高压处理使得大蒜中挥发性物质含量降低，是导致其抑菌效果减弱的原因，具体抑制效果及机理有待进一步研究。随着压力值的逐渐上升，抑菌圈直径总体呈下降趋势，当压力值达到500 MPa时，除黑曲霉外，各菌的抑菌圈直径相比于对照组均显著降低(<0.05)，随着压力值的上升，大蒜的抑菌圈直径均呈下降趋势。因此超高压技术在一定程度上会破坏大蒜的抑菌能力。但在500 MPa下大蒜的抑菌能力强于经热处理后的大蒜。

表2 超高压处理与热处理后的大蒜抑菌圈直径

注：不同的字母表示具有显著性差异。

Note：Different letters mean significant different (<0.05).

2.4 总硫醚含量，二烯丙基二硫醚，总酚与抗菌能力和抗氧化能力相关性分析

通过试验结果显示，超高压处理会对大蒜的硫醚类物质以及总酚含量产生影响，大蒜的抗菌能力与抗氧化能力也会因超高压处理而发生变化，因此有必要对总硫醚含量、二烯丙基二硫醚、总酚与超高压处理大蒜的抗菌和抗氧化能力的相关性进行一定分析。前期研究结果表明，超高压处理会引起大蒜硫醚类物质含量的变化，而有研究认为DADS与抑菌效果存在一定的相关性[26]。冯少龙等[27]发现大蒜中的有机硫化物DADS对阪崎克诺杆菌具有很强的抑菌效果，本研究进一步就大蒜硫醚物质变化与其抗氧化活性、抑菌性进行相关性进行分析，表3结果显示，大蒜总硫醚类物质的相对含量与其对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、青霉、黑曲霉的抑菌圈直径大小的相关系数分别为0.955、0.928、0.948、0.884，均存在显著正相关性，而DADS在抑菌能力方面也表现出显著相关，在超高压处理后的大蒜中酚类物质在抑菌方面未显示出显著相关性。在抗氧化能力方面，总硫醚含量和总酚含量与抗氧化能力未呈现出显著相关性，仅DADS与DPPH清除能力具有显著相关性，说明超高压大蒜的抗氧化能力是一个综合作用的结果，会受到硫醚类物质含量的影响。在Borek等的研究中认为这些硫醚类抗氧化剂效果是由于激活和修饰几种酶如3-羟基-3-甲基戊二酰基- CoA还原酶，谷胱甘肽转移酶和过氧化氢酶的作用[28-30]，还有学者研究了大蒜中提取的有机硫醚化合物在牛肉糜中的抗氧化与抗菌效果[15]，发现DAS(diallyl Sulfide)与DATS均能使微生物的生长迟缓，证明了除了DADS之外，依然有硫醚化合可以抑制微生物数量。经超高压处理后的大蒜头抗氧化能力下降，其原因可能是大蒜的抗氧化能力受到多种物质协同影响。酚类物质、挥发性硫醚物质、多糖物质协同影响大蒜抗氧化能力的机制需进行深入研究，进一步减小大蒜抗氧化能力在加工中的损失。同时探究大蒜中不同硫醚类物质组成的抑菌体系在其他食品中的推广应用，将对大蒜的深加工及综合利用奠定一定的理论基础。

表3 总硫醚类物质相对比例、二烯丙基二硫醚、总酚含量，与抗菌能力和抗氧化能力的相关性分析

注：“*”代表具有显著相关性（<0.05）。

Note:“*”shows significant correlation (<0.05).

3 结 论

1)超高压相比于蒸汽热处理对大蒜中挥发性异味物质具有更好的去除作用，且在500 MPa，10 min条件下处理效果较佳，超高压对于蒜氨酸酶具有良好的钝化作用，能够引起异味的挥发性物质二烯丙基二硫醚经500 MPa处理后相对含量为30.69%，较热处理降低了43.87%。

2）超高压技术会降低大蒜的抗氧化能力，但500 MPa 10 min处理下，相比传统的热加工大蒜，超高压大蒜具有更强的抗氧化能力，超高压处理保留了酚类物质的含量，铁离子还原能力较热处理组高出64.24%。

3）DPPH清除率高出热处理组28.68%；超高压大蒜相比传统的热加工大蒜，具有更强的抑菌能力，经过热处理的大蒜则丧失了全部抑菌能力，通过相关性分析得出总硫醚含量与抑菌能力具有显著相关性，是大蒜产品抑菌能力的来源之一。

综合考虑，500 MPa压力条件下处理10 min能够明显改善大蒜产品的感官品质和功能性营养品质，在超高压脱臭蒜泥，蒜片等产品的开发领域具有一定指导意义。

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Deodorization of garlic and keeping antioxidant activity and antimicrobial activity by appropriate high pressure processing condition

Sun Sicheng, Liu Lulu, Xu Xinxing, Liao Xiaojun, Wu Jihong※

(100083,)

Garlic is considered as a kind of popular food and condiment in our daily life. It has numerous health benefits in the prevention of cancer and cardiovascular disease because of its antioxidant and antimicrobial ability. However, the acceptance of garlic product is limited largely due to its unique odor. Hence, it is critical to develop a processing method to minimize the garlic odor but keep its antioxidant and antimicrobial ability at the same time. Here we reported the effect of high pressure processing (HPP) on the flavor, antioxidant compounds, and antimicrobial property of garlic at 200, 300, 400, and 500 MPa for 10 min. The volatile compounds contributing to the unique garlic odor are analyzed by GC-MS (gas chromatography- mass spectrometer), and the most abundant component is diallyl disulfide (DADS). Compared to the traditional thermal treatment (steam bleaching for 60 s), HPP method (500 MPa, 10 min) decreases DADS contents in garlic by 21.28%, which leads to significant reduction in garlic odor. The 300, 400, and 500 MPa HPP treatments decrease the enzyme activity of allinase to 75.44%, 68.53%, and 68.17%, respectively, compared to the untreated garlic. Since allinase is the key enzyme in the degradation of allicin, the allicin contents in garlic have increased under HPP treatment significantly (<0.05). The better antioxidant activity in HPP treated garlic is approved through analyzing its ferric reducing antioxidant power (FRAP) and DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) scavenging ability, Which are both higher than that in the thermal treated samples. Thermal treatment has significantly decreased the total phenolic contents in garlic by 32.72 mg/100g, while HPP treatments have no significant effect on total phenolic contents, which indicates that HPP method can retain more antioxidant compounds in garlic. The antimicrobial activities of the garlic samples under different treatments are investigated against 4 types of bacteria,,,spp,and. The untreated garlic samples produce inhibition zone with a diameter of 28.82±0.58, 39.25±1.24, 33.5±1.06, and 11.13±0.23 mm for,,,and,respectively. The thermal treated garlic samples produce no inhabitation zone against the 4 aforementioned bacteria, which indicates that they have lost their antimicrobial properties entirely. On the contrary, HPP treated garlic samples have shown inhabitation zone against all 4 bacteria tested, although the diameters of such zones are smaller than those of the untreated samples, except the ones against. This indicates that unlike thermal treatment, the HPP treated garlic samples still retain their antimicrobial ability. In addition, the correlations between the total thioethers content, DADS content, total phenolic content, and antimicrobial property, antioxidant property of the HPP treated garlic samples are investigated. There is a significant positive correlation between the total thioethers content and the antimicrobial property, and it may result from the sulfur compound. The results presented in this paper suggest that, compared to thermal processing, HPP method can effectively reduce the unpleasant odor in garlic, especially the DADS, while retain the antioxidant and antimicrobial property of garlic. Therefore, HPP is an appropriate non-thermal processing method for garlic products.

sterilization; flavors; pressure; high pressure technology; deodorization; antioxidant activity; antimicrobial activity

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.19.040

TS255.36

A

1002-6819(2017)-19-0308-07

2017-06-16

2017-09-06

国家科技支撑计划（2014BAD04B04）

孙思成，北京人，主要从事食品加工与安全方面的研究。北京 中国农业大学食品科学与营养工程学院，国家果蔬加工工程技术研究中心，农业部果蔬加工重点开放实验室，100083。Email：732730908@qq.com

※通信作者：吴继红，教授，博士生导师，2011 年赴美国伊利诺伊大学访问研究，主要从事果蔬食品风味化学方面研究。北京中国农业大学食品科学与营养工程学院，国家果蔬加工工程技术研究中心，农业部果蔬加工重点开放实验室，100083。Email：wjhcau@hotmail.com